(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記位置合わせ手段は位置合わせ用のピンが挿入されるピン穴であり、前記第1の突起リングの内側の斜面は、直接的にピン穴の周縁部に接続していることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、
特許文献1に記載の液面検出装置においては、第1ケースと第2ケースとの溶接構造にあっては、第1ケースと第2ケースとの平坦面からなる接触面をレーザによって溶融させ固定する構造を採用している。このような溶着は、溶着状態が把握しづらく、溶着強度が不十分である場合がある。
【0006】
また、
特許文献2に記載の液面検出装置の製造方法によって製造される液面検出装置は、回路部からなる第1成形品とその周りを覆う第2成形品とからハウジングが構成されるものである。第1成形品を第2成形品にインサート成形する場合に、第1成形品に形成された位置決め部は第2成形品に覆われないため、その隙間から燃料が染み込み、内部の回路を腐食させるという問題があった。また、2次成形品を金型にセットする際に、ピンに位置決め部である凹部がセットされない嵌合不良が発生し、生産設備を停止させ、生産効率を低下させてしまうという問題を有していた。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、部材間の固着強度を良好なものとすることができる液面検出装置、及び液面検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明の第
1の観点に係る液面検出装置は、内部に磁石を有し、液位の計測対象である液体に浮くフロートの変位に応じて回動するホルダと、前記磁石の回動動作に伴う磁極変化を検出する磁気検出素子と、コンデンサと、前記磁気検出素子及び前記コンデンサに電気的に接続された端子とを有する本体部と、を備え、前記本体部は、前記端子
がインサート成形
された1次成形体と、前記コンデンサと前記磁気検出素子とを実装した前記1次成形体
がインサート成形
された2次成形体とから構成され、前記1次成形体は、前記2次成形体を成形する際に該1次成形体を所定位置に位置合わせするための位置合わせ手段と、前記位置合わせ手段を取り囲む環状の突起である第1の突起リングとを備え、前記第1の突起リングの頂部は、前記2次成形体
に成形された部分と溶着
されていることを特徴とする。
【0011】
前記位置合わせ手段は位置合わせ用のピンが挿入されるピン穴であり、前記第1の突起リングの内側の斜面は、直接的にピン穴の周縁部に接続していてもよい。
【0012】
前記1次成形体は、前記第1の突起リングを取り囲む第2の突起リングをさらに有してもよい。
【0013】
前記第1の突起リングの断面は三角形であってもよい。
【0014】
上記目的を達成するため、本発明の第
2の観点に係る液面検出装置の製造方法は、内部に磁石を有し、液位の計測対象である液体に浮くフロートの変位に応じて回動するホルダと、前記磁石の回動動作に伴う磁極変化を検出する磁気検出素子と、コンデンサと、前記検出素子及び前記コンデンサに電気的に接続された端子とを有する本体部と、を備える液面検出装置の製造方法であって、前記端子をインサート成形することにより1次成形体を成形する工程と、前記コンデンサ及び前記磁気検出素子を実装した前記1次成形体をインサート成形することにより前記本体部を成形する工程と、を備え、前記1次成形体は、前記本体部を成形する際に該1次成形体を所定位置に位置合わせするための位置合わせ手段と、前記位置合わせ手段を取り囲む環状の突起である突起リングとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、部材間の固着強度を良好なものとすることができる液面検出装置、及び液面検出装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る液面検出装置1を図面を参照して説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施形態に係る液面検出装置の分解斜視図、
図2は、本発明の実施形態に係る液面検出装置を示した斜視図、
図3は
図2中の矢視III−IIIで示した本発明の実施形態に係る液面検出装置の断面図である。
【0019】
図1、
図2に示すように、本発明の実施形態に係る液面検出装置1は、本体部10と、本体部10に回動可能に取り付けられたホルダ20と、本体部10に溶着されてホルダ20の本体部10からの脱落を防止するカバー30とを備えている。また、ホルダ20には、先端にフロート50が取り付けられたフロートアーム40が装着されている。液面検出装置1は、ガソリンなどの液体燃料を貯留する図示しない燃料タンク内に設置されるものである。
【0020】
フロート50は、例えば合成樹脂からなり、液位の計測対象である液体から浮力を受け、液体中に浮く。フロート50は、液体中に安定した状態で浮かぶように略俵型に形成されている。
【0021】
フロートアーム40は、例えば金属製のワイヤからなり、フロート50とホルダ20との間に介在して両者を接続する。フロートアーム40は、液位の変動に伴うフロート50の上下動をホルダ20に伝達する。ホルダ20は、フロートアーム40からの力の伝達により本体部10上を回動する。
【0022】
本体部10は、例えば、ポリアセタール等の樹脂材料から構成されている。本体部10の図中上面の略中央部には、円柱状の回動支持部11が突出形成されている。この回動支持部11は、後述するホルダ20に形成された回動孔24が嵌め合わされることで、ホルダ20を周方向に回動可能に支持する。また、本体部10の図中上面には、この回動支持部11を取り囲むように、4つの溶着突起12が形成されている。この溶着突起12がレーザ等により溶融されることで、カバー30と本体部10とが溶着されている。なお、
図1に示す溶着突起12は、カバー30との溶着がされる前の状態、すなわち、溶着突起12が溶融される前の状態を示している。
【0023】
図3に示すように、本体部10は、複数の端子16を内蔵し、この端子16に電気的に接続された磁気検出素子14及びノイズ吸収用のコンデンサ15を内部に備えている。磁気検出素子14は、例えば、ホールICからなり、レーザ溶接や抵抗溶接によって端子16に電気的に接続されている。また、端子16に電気的に接続されて、電源供給及び信号出力等を行うための配線コード13が、本体部10から延出している。
【0024】
ホルダ20は、本体部10と同様、例えば、ポリアセタール等の樹脂材料から構成されている。ホルダ20には、先端にフロート50が取り付けられたフロートアーム40を保持するためのアーム保持部21が設けられている。
【0025】
また、
図3に示すように、ホルダ20の図中下面には、円形状の回動孔24が形成されている。この回動孔24が本体部10に形成された回動支持部11に嵌め合わされることで、ホルダ20は回動孔24の周方向に沿って自在に回動することができる。ホルダ20は、本体部10と同じポリアセタール等の樹脂材料から構成されているため、ホルダの回動性を十分に確保することができる。一方、ホルダ20の図中上面には円筒状の突起である回動軸22が形成されている。なお、回動孔24、及び回動軸22の中心軸は、それぞれ同一軸上に位置している。
【0026】
ホルダ20は、内部に円柱状の磁石25を備えている。この磁石25は、ホルダ20の成形前に予め金型にセットされ、その後、金型にホルダ20用の樹脂を注入されることで、ホルダ20内に固定されている。磁石25は、例えば、ネオジム−フェライト材料等からなり、本実施形態では2極の着磁が施されている。そして、ホルダ20が本体部10に取り付けられると、ホルダ20内の磁石は、本体部10に設けられた磁気検出素子14に対向するように配置されている。これにより、磁気検出素子14は、ホルダ20の回動に伴う磁石25の磁極変化を検出することができる。
【0027】
また、ホルダ20の図中上面に設けられた回動軸22の中孔22a、及びホルダ20の図中下面に設けられた回動孔24は、それぞれが磁石25にまで通じている。そのため、中孔22a及び回動孔24を通して、ホルダ20内部に固定された磁石25を、外部から視認することができる。また、このような磁石25にまで通じる中孔22a、及び回動孔24をホルダ20に設けることにより、本体部10を成形する際に、内部に発生したガスを外部へ排出することが可能となる。これにより、磁石25とホルダ20との十分な密着を確保することができる。
【0028】
カバー30は、本体部10及びホルダ20と同様、例えば、ポリアセタール等の樹脂材料から構成されている。
図1に示すように、カバー30は、本体部10に形成された溶着突起12に溶着される溶着部31と、ホルダ20を図中上方から覆う天板32とを有している。
【0029】
図1、
図3に示すように、天板32の略中央には、図中下方に向けて円筒状の軸受部33が形成されている。軸受部33の内径は、回動軸22の外径に比べて若干大きい。そして、軸受部33には、ホルダ20に形成された回動軸22が挿通されている。これにより、軸受部33は回動軸22を回動可能に支持することができる。また、カバー30が、溶着部31及び溶着突起12を介して本体部10に固定されることで、
図3に示すように、軸受部33の下端で、ホルダ20の浮き上がりを防止することができる。このように、カバー30は、ホルダ20を回動自在に支持するとともに、ホルダ20の浮き上がりを防止して本体部10から抜け落ちを防止する。
【0030】
次に、本実施形態に係る液面検出装置1の構成要素である本体部10の製造工程を説明しながら、液面検出装置1の構造についても詳述する。
図4(a)〜(c)、及び
図5(a)〜(b)の各図は、本実施形態に係る液面検出装置1を構成する本体部10の製造工程を工程順に示した図である。
図5(c)は、
図5(a)中の矢視Vc−Vcで示した1次成形体60の背面図である。また、
図6は、本体部10の詳細を示す図であり、(a)は
図4(c)中の“VIa”部の拡大図、(b)は
図5(a)中の“VIb”部の拡大図、(c)は
図6(b)中の矢視VIc−VIcで示した本体部10の断面図である。
【0031】
図4(a)は、本体部10に実装される複数の端子16を示している。各端子16は、接続片17で一体化されて1つの端子群18を構成している。端子群18には、折り曲げられて端子16に段差を生じさせる2箇所の屈曲部19が形成されている。この実施形態においては、端子16は平坦状の第1の部分16aと、この第1の部分16aから屈曲部19によって一段下がった位置に段落ちした第2の部分16bとから構成されている。
【0032】
なお、本実施形態に係る液面検出装置1の本体部10は、2回の樹脂成形の工程を経て製造される。
図4(b)は、端子群18をインサート成形(1回目の樹脂成形)することにより成形された1次成形体60を示している。これにより、端子群18は、1次成形体60に固定されている。続いて、1次成形体60にプレスを加えて、各端子16を接続する接続片17を除去する(
図4(c))。
【0033】
このようにして製造された1次成形体60の構造詳細について説明する。
図4(c)に示すように、1次成形体60には、第1乃至3の窪み61、62、63が形成されている。なお、第1乃至3の窪み61、62、63は、それぞれが同様の構成を有している。そのため、第2の窪み62を例にして説明する。
【0034】
図6(a)に示すように、第2の窪み62は、1次成形体60の樹脂体によりその窪みが画定されているが、その底面は端子16(第2の部分16b)が露出した状態にある。また、第2の窪み62から一段上がった領域“a”も同様に、端子16(第1の部分16a)が露出した状態にある。このように、1次成形体60には、高さレベルの異なる端子16(第1の部分16aと第2の部分16b)が存在している。これは、
図4(a)を用いて説明したように、端子群18には、折り曲げられて端子16に段差を生じさせる2箇所の屈曲部19が形成されているからである。
【0035】
続いて、1次成形体60に、磁気検出素子14、コンデンサ15、配線コード13を配置し、レーザ溶接や抵抗溶接によって端子16に電気的に接続する。
図5(a)に示すように、第1乃至3の窪み61、62、63には、それぞれコンデンサ15が配置される。コンデンサ15を配置する際、その後の樹脂成形時にコンデンサ15の位置にずれを生じることがないように、例えば接着剤により、コンデンサ15を1次成形体60に仮止めすることが望ましい。一般に、コンデンサ15と1次成形体60の樹脂とでは接着剤による接着は困難である。他方、コンデンサ15と端子16(第2の部分16b)とでは接着剤により容易に接着することが可能である。そこで、本実施形態においては、第2の窪み62の底面に端子16(第2の部分16b)を露出させることで、接着剤によるコンデンサ15の仮止めを容易にしている。なお、第2の窪み62の形状は、配置されるコンデンサ15の形状とほぼ同一である。そのため、その後の成形時にコンデンサ15の配置にずれが生じるのが防止できるとともに、コンデンサ15の位置決めを容易に実行できる。これにより、精度の高いコンデンサ15の配置が可能となる。
【0036】
また、本実施形態では、2本のリード15aが本体から延出したコンデンサ15を用いている。このコンデンサ15は、
図6(c)に示すように、コンデンサ15の図中下面と本体からリード15aが延出する位置とには、離間距離hが存在する。本実施形態に係る液面検出装置1では、端子16の段差がコンデンサ15の下面とリード15a線との離間距離hと略同一となるように、屈曲部19が形成されている。これにより、第2の窪み62に配置したコンデンサ15のリード15aは、第2の窪み62から一段上がった部分にある端子16に、直線状態のまま抵抗溶接、あるいは半田付けをすることができる。これにより、コンデンサ15本体から延出したリード15aのフォーミング工程を省略することができ、製造コストの抑制が可能となる。
【0037】
なお、1次成形体60の上面(
図5(a)に示された面)、及び下面(
図5(c)に示された面)には、それぞれ2つの位置決め部64が形成されている。この位置決め部64は、磁気検出素子14等が搭載された1次成形体60をインサート成形する際(2次成形時)、金型に設けられたピンが挿入されることにより、1次成形体60の位置決め及び固定を行うものである。なお、1次成形体60に形成された4つの位置決め部64は、同様の構成を有しているため、ここでは1つの位置決め部64について説明する。
【0038】
図7は、本実施形態に係る液面検出装置1に形成された位置決め部64の詳細であり、(a)は
図5(c)中の“VIIa”部の拡大図、(b)は
図7(a)中の矢視VIIb−VIIbで示した位置決め部64の断面図である。また、
図8は、本発明の実施形態に係る液面検出装置を構成する本体部の2次成形の様子を工程順に示した断面図((a)〜(b))である。
【0039】
図7(a)、(b)に示すように、位置決め部64は、断面が三角形のリング状に延びた突起である第2の突起リング66と、この第2の突起リング66の内側に形成された、断面が三角形のリング状に延びた突起である第1の突起リング65と、第1の突起リング65の内側に形成された、2次成形時に後述する金型80(
図8(a))に設けられた位置決めピン81(
図8(b))が挿入されるピン穴67と、を有している。
【0040】
図7(b)に示すように、第1の突起リング65の内側の斜面は、平坦部を有することなく直接的にピン穴67の周縁部に接続する誘いこみ部を形成している。これにより、
図8(a)に示すように、金型80に設けられた位置決めピン81の位置が1次成形体60のピン穴67位置に対してずれていたとしても、誘い込み部68により位置決めピン81をピン穴67に導くことができる。これにより、1次成形体60と金型80との位置関係を適切なものとすることができる。
【0041】
図8(a)(b)に示すように、まず、金型に設けられた位置決めピン81がピン穴67に挿入されて、1次成形体60の位置決め及び固定がされ、続いて、金型80内に2次成形体70用の樹脂が注入されて、1次成形体60の周りに2次成形体70が形成される。
【0042】
上述したように、第1の突起リング65及び第2の突起リング66の断面形状は、頂部が尖った三角形である。そのため、2次成形の成形熱により、第1及び第2の突起リング65、66の頂部は容易に溶融される。そのため、1次成形体60と2次成形体70との溶着を確実に実行することができる。これにより、計測対象である液体が、本体部10の内部へ侵入することを確実に防止でき、実装された電子部品等の腐食を防止することができる。
【0043】
このようにして、磁気検出素子14等を搭載した1次成形体60がインサート成形されて、
図5(b)に示す本体部10が成形される。上述したように、成形された本体部10の図中上面には、回動支持部11を取り囲むように溶着突起12が形成されている。
【0044】
図9(a)は溶着突起12を示す図であり、
図5(b)中の“IXb”部の拡大図である。図に示すように、溶着突起12の断面は台形状で、図中上方に向かって先細の形状を有している。この溶着突起12にカバー30(
図1)の溶着部31を押圧した状態で、レーザ(不図示)により溶着突起12を溶融させる。溶着突起12は、先細の形状であるため、先端部分はレーザにより容易に溶融する。そのため、溶着する際、十分な溶かし込み量を確保でき、本体部10とカバー30との十分な溶着強度を確保することができる。
【0045】
本体部10とカバー30を溶着する際の溶着突起12の溶かし込み量としては、台形高さの半分以上とするのが望ましい。溶着突起12の溶かし込み量の確認は、本体部10とカバー30部との間の隙間量を計測することによって行うことができる。このように、溶融させるものの断面を、先細の台形状の突起とすることで、本体部10とカバー30との適切な溶着強度を容易に確保できるとともに、適切な溶着が実行されているかを容易に確認することが可能である。
【0046】
次に、ホルダ20と、ホルダ20にインサート成形されている磁石25について説明する。
図9(b)はホルダ20を示す図であり、
図1中の矢視IXb−IXbで示すホルダ20の平面図である。
【0047】
上述したように、ホルダ20には、外部から磁石25が視認できるように磁石25にまで通じる中孔22aが形成されている。なお、回動軸22(中孔22a)の中心軸と、磁石25の中心軸とは一致している。そのため、中孔22aを通して磁石25を見た場合、磁石25の中心が中孔22aの中心と一致するように、磁石25はインサート成形される。
図9(b)に示すように、本実施形態においては、磁石25の中心に円形の目印25aが表示されている。この目印25aの径は、中孔22aの径よりも小さい。目印25aとしては、円形状の突起、窪み、あるいは印刷による表示等が挙げられるが、
図9(b)においては、図の理解を容易にするために黒色で内部を塗り潰した円で目印25aを表現している。
【0048】
このように、磁石25の中心に表示された目印25aを中孔22aを通して外部から確認できるために、目印25aが中孔22aの中心にある場合には、磁石25がホルダ20内の適切な位置に配置されていると判断することができる。一方で、磁石25の目印25aが中孔22aの中心にない場合には、磁石25の配置にずれが生じていると判断することができ、そのずれ量も確認することが可能である。そのため、磁石25の位置ずれを早期に発見することができ、製造工程における歩留まりを向上させることが可能となる。
【0049】
また、本実施形態におけるホルダ20には、磁石25の位置ずれを早期に発見することができる、中孔22aとは別の4つの磁石確認孔23が形成されている。
図9(b)に示すように、それぞれの磁石確認孔23は、回動軸22の中心から等距離、かつ等角度間隔でホルダ20に設けられている。磁石確認孔23は、ホルダ20外部から内部にある磁石25が視認できるように、磁石25にまで通じる孔である。そのため、磁石25がホルダ20に精度よく配置されると、磁石25の外形線が各磁石確認孔23から同じように視認される。一方で、4つの磁石確認孔23からの磁石25の見え方が異なる場合には、磁石25の配置にずれが生じていることになる。このように、ホルダ20に形成された4つの磁石確認孔23を通して磁石25を確認することで、磁石25のずれを早期に発見することができ、製造工程における歩留まりを向上させることが可能となる。
【0050】
本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形や改良が可能である。本実施形態では、本体部10に突状の回動支持部11、ホルダ20に回動支持部11が嵌め合わされる回動孔24が設けられていたが、本体部10に回動するための孔を、ホルダ20にこの孔に嵌め合わせられる突起が形成されてもよい。ホルダ20とカバー30との関係においても同様に、本実施形態に限定されるものではない。
【0051】
なお、本実施形態においては、端子16は平坦状の第1の部分16aと、この第1の部分16aから屈曲部19によって一段下がった位置に段落ちした第2の部分16bとから構成されている。また、コンデンサ15によるリード15aとコンデンサ15の底面との高さ寸法などにより屈曲部19の折り曲げ寸法が設定されている。また、
図4各図に示すように、本実施形態においては、端子16の平坦状の第1の部分16aには、コンデンサ15のリード15aと磁気検出素子14のリード部分とを電気的に引き回し形成するための中継端子85が設けられている。しかしながら、中継端子85を設けることなく、コンデンサ15のリード15aと磁気検出素子14のリード部分とを他の第1の部分16aと接続するようにしてもよい。すなわち、所望の回路を実現できるならば、コンデンサ15のリード15aと磁気検出素子14のリード部分とを端子16の第1の部分16aにおけるどの部分に電気的に接続してもよいし、端子16(特に第1の部分16a)の形状なども適宜変更できる。
【0052】
また、
図1において、本体部10に溶着突起12が形成された
液面検出装置1を示したが、カバー30の溶着部31の図中下面に先細の溶着突起12を形成してもよい。また、
図7において、中央にピン穴67が形成された位置決め部64を示したが、ピン穴ではなく、例えば、位置決めをするための突起が設けられていてもよい。
【0053】
また、上述の実施形態では、接着剤を用いた、コンデンサ15と端子16(第2の部分16b)との接着について説明した。しかしながら、両者の接着を、例えば両面テープ等を用いて実施してもよい。接着剤や両面テープ等を包含する用語として接着材という用語を用いるものとする。
【0054】
また、
図7各図に示すように、ピン穴67を取り囲んで2重の突起(第1の突起リング
65と第2の突起リング66)が形成された1次成形体60について説明した。しかしながら、外側の第2の突起リング66を省略し、内側の第1の突起リング65のみが1次成形体60に形成されていたとしても、1次成形体60と2次成形体70との溶着強度を確保するという点から観て有効であることは言うまでもない。
【0055】
また、第1の突起リング65と第2の突起リング66との断面形状は、三角形に限定されるものではなく、頂部側が細くなった形状であればよい。これにより、成形熱により頂部を容易に溶融することができ、1次成形体60と2次成形体70とのより確実な溶着を実現することができる。
【0056】
また、
図9(b)に示すように、磁石25まで通じる中孔22a及び磁石確認孔23が形成されたホルダ20について説明した。しかしながら、必ずしも両方の孔がホルダ20に形成されている必要はなく、一方の孔のみが形成されていたとしても、磁石25の位置ずれを発見することは可能である。
【0057】
また、磁石25の中心に表示された目印25aは円形であると説明した。しかしながら、この目印25aは、視認されることで磁石25の中心位置が理解されるものであればよい。例えば、目印25aは、磁石25の中心位置を十字で示す態様であってもよい。
【0058】
また、
図7(b)に示すように、第1の突起リング65の誘い込み部68は、ピン穴67に向けて一定角度の斜面を形成しているが、位置決めピン81をピン穴67に誘い込めるのであれば、斜面に角度変化が存在してもよい。